重气扩散的虚拟仪器设计和数值模拟

摘要

本研究设计构建的重气扩散虚拟仪器，针对不同重气成因、物理属性和扩散过程，通过调用成果数据库或在用户界面控件上手动写入来设置特征参数。数值计算使用重力作用下顶部和侧面有空气卷吸作用的圆柱塌陷动力学和热力学箱式模型。考虑到环境因素对重气扩散参数施加的影响，从气团初始状态出发，以微小时隔步长迭代，多因素交互作用在微分方程联立求解中完成，获得指定时间的重气云团状态。该虚拟仪器实时显示重气扩散数值，在纵向剖面或地理底图上逐点计算浓度分布，并绘制成等值线专项图。虚拟仪器因其简单便捷的操作和友好的用户界面，在应对重气扩散事故时，可以发挥重要作用。